Microsoft Word Trang bia cua Bcao doc BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG CỤC QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC $$$ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI CẤP BỘ NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TIẾP NHẬN NƯỚC THẢI CỦA NGU[.]
BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG CỤC QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC -$$$ - BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI CẤP BỘ NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TIẾP NHẬN NƯỚC THẢI CỦA NGUỒN NƯỚC PHỤC VỤ CÔNG TÁC CẤP PHÉP XẢ NƯỚC THẢI CỤC QUẢN LÝ TÀI NGUN NƯỚC CHỦ NHIỆM Nguyễn Chí Cơng 7349 14/5/2009 HÀ NỘI, 2007 Nghiên cứu đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước Báo cáo Tổng hợp MỤC LỤC MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Mục tiêu, phạm vi, mức độ đối tượng nghiên cứu Nội dung nghiên cứu chủ yếu Các hoạt động nghiên cứu CƠ SỞ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TIẾP NHẬN 1.1 Khái niệm khả tiếp nhận nước thải nguồn nước 1.1.1 Xuất xứ 1.1.2 Một số khái niệm liên quan 1.1.3 Các định nghĩa 1.2 Sự xáo trộn biến đổi nước thải sông 10 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 1.3 Xáo trộn nước thải theo độ rộng sông 10 Xáo trộn nước thải theo độ sâu sông 11 Biến đổi nồng độ chất ô nhiễm nước thải vào nước sông 12 Mức độ xáo trộn 13 Cơ sở đánh giá khả tiếp nhận 13 1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4 1.3.5 1.3.6 Vấn đề đánh giá KNTN 13 Mục đích sử dụng nước tiêu chuẩn chất lượng nước mặt 14 Đặc điểm nguồn nước tiếp nhận 16 Đặc điểm nguồn nước thải 17 Các yếu tố thời tiết, khí tượng 18 Tiêu chuẩn xả thải cấp phép xả nước thải 18 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TIẾP NHẬN 20 2.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 20 2.1.1 Tình hình nghiên cứu nước 20 2.1.2 Tình hình nghiên cứu nước 21 2.2 Đánh giá KNTN điều kiện xáo trộn hoàn toàn 22 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 2.2.6 2.2.7 2.2.8 2.3 Đánh giá KNTN điều kiện xáo trộn khơng hồn tồn 30 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.3.5 2.4 Yêu cầu thực tế 22 Các điều kiện áp dụng (hay giải thiết) 23 Yêu cầu số liệu 23 Cơ sở lý thuyết 24 Áp dụng toán thực tế 25 Hệ số hiệu chỉnh KNTN 26 Tính khoảng cách xáo trộn sông 27 Xác định hệ số khuếch tán Dy đo đạc 29 Các trường hợp nước thải khơng xáo trộn hồn tồn với nước sông 30 Xác định khoảng cách xáo trộn 31 Cơng thức kết tính hệ số Chezy 31 Kiểm tra mức độ xáo trộn nước thải với nước sông 32 Đánh giá KNTN 32 Một số mơ hình tốn điển hình 33 File: BC Tong hop Trang / 94 Nghiên cứu đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước Báo cáo Tổng hợp ÁP DỤNG CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ KNTN 39 3.1 3.2 Trình tự nội dung bước đánh giá KNTN 39 Các yêu cầu đánh giá KNTN 40 3.2.1 Các trường hợp cần đánh giá KNTN 40 3.2.1 Yêu cầu số liệu, tài liệu 40 3.3 Đánh giá KNTN cho sông Cầu KCN Gang thép Thái Nguyên 41 3.2.1 Nước thải 41 3.2.2 Nguồn tiếp nhận 41 3.2.3 Kết tính tốn 41 3.4 Sông Thương Nhà máy Phân đạm Hà Bắc 44 3.4.1 Đặc điểm nguồn nước 44 3.4.2 Đặc điểm nguồn xả 46 3.4.3 Đo thủy văn, lấy mẫu phân tích chất lượng nước 48 3.5 Đánh giá chất lượng nước Sông Thương 54 3.5.1 3.5.2 3.5.3 3.5.4 3.6 Ứng dụng mô hình MIKE 11 cho Sơng Thương khu vực NM Đạm 56 3.6.1 3.6.2 3.6.3 3.6.4 3.6.5 3.7 Sông Thương hoạt động KT-XH liên quan 54 Diễn biến chất lượng nước đoạn sông Thương nghiên cứu 54 So sánh với tiêu chuẩn chất lượng nước 55 Đánh giá khả tiếp nhận đoạn sông nghiên cứu 56 Đánh giá khả xáo trộn chất ô nhiễm 56 Sơ đồ mô mạng lưới sông 56 Số liệu, tài liệu sử dụng mơ hình 59 Hiệu chỉnh mơ hình phương án mô 59 Kết mô nhận xét 60 Đề xuất phương án xả thải cho khu vực nghiên cứu 63 3.7.1 Phương án xử lý nước thải 63 3.7.2 Thời gian xả, Quy trình xả nước thải 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65 4.1 4.2 Kết luận 65 Kiến nghị 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 PHỤ LỤC 69 A Kết đợt đo năm 2004 69 B Kết đợt đo năm 2005 82 C Cơ sở lý thuyết khả số mô hình chất lượng nước 91 File: BC Tong hop Trang / 94 Nghiên cứu đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước Báo cáo Tổng hợp LIỆT KÊ CÁC HÌNH Hình 1.1 Sự xáo trộn nước thải theo chiều rộng sông 10 Hình 1.2 Nước thải xáo trộn phần mặt cắt ngang sông 10 Hình 1.3 Nước thải xáo trộn phần sông 11 Hình 1.4 Sự xáo trộn nước thải theo chiều sâu chiều rộng sông 11 Hình 1.5 Nồng độ chất nhiễm thay đổi theo chiều ngang sông 12 Hình 1.6 Nồng độ chất nhiễm suy giảm theo chiều dọc sông 12 Hình 2.1 Nước thải hịa trộn với nước sông 23 Hình 2.2 Mơ tả khả tiếp nhận chất nhiễm nước sông 27 Hình 2.3 Các đặc trưng tính khoảng cách xáo trộn 28 Hình 2.4 Xác định hệ số khuếch tán Dy đo đạc 29 Hình 2.5 Đoạn sơng tiếp nhận nước thải xáo trộn khơng hồn tồn 30 Hình 2.6 Nước thải lan truyền theo phần mặt cắt ngang sông 30 Hình 3.1 Hệ thống sơng Thương, sông Lục Nam, sông Cầu 45 Hình 3.2 Sơng Thương khu vực nghiên cứu Trạm Thủy văn Phủ Lạng Thương 45 Hình 3.3 Cửa xả nước thải Nhà máy Phân đạm Hà Bắc 47 Hình 3.4 Điểm xả nước thải Nhà máy Phân đạm Hà Bắc 47 Hình 3.5 Kết đo lưu lượng, mực nước năm 2004 P.L.Thương 50 Hình 3.6 Kết đo mực nước năm 2005 P.L.Thương 50 Hình 3.7 Kết đo lưu lượng nước năm 2005 P.L.Thương 50 Hình 3.8 Sơ đồ lấy mẫu chất lượng nước 53 Hình 3.9 Sơ đồ tính tốn mạng sơng Thương 57 Hình 3.10 Quá trình biến đổi DO dọc đoạn sơng tính tốn 61 Hình 3.11 Quá trình biến đổi BOD5 dọc đoạn sơng tính tốn 61 Hình 3.12 Quá trình biến đổi NH4+ dọc đoạn sơng tính tốn 61 File: BC Tong hop Trang / 94 Nghiên cứu đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước Báo cáo Tổng hợp LIỆT KÊ CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Các mức độ xáo trộn chất ô nhiễm sông 13 Bảng 1.2 Khả tiếp nhận ô nhiễm nguồn cấp nước sinh hoạt 15 Bảng 1.3 Khả tiếp nhận nguồn nước bảo vệ đời sống thủy sinh 16 Bảng 1.4 So sánh chất lượng nước sông với Tiêu chuẩn chất lượng nước 19 Bảng 2.1 Giá trị Hệ số hiệu chỉnh Fs 26 Bảng 2.2 Tính giá trị hệ số Chezy cho số loại đoạn sông 32 Bảng 2.3 Các thơng số mơ MIKE 11-WQ 36 Bảng 2.4 So sánh tính đặc điểm mơ hình 38 Bảng 3.1 Tính khả tiếp nhận sông Cầu nước thải KCN Gang thép Thái Nguyên 42 Bảng 3.2 Mực nước cao thấp thời kỳ quan trắc 44 Bảng 3.3: Đánh giá khả xáo trộn chất ô nhiễm đoạn sông Thương nghiên cứu 58 BẢNG VIẾT TẮT KNTN .Khả tiếp nhận nước thải nguồn nước Qsông Lưu lựơng nước sông Qxả Lưu lượng nước thải xả sông Csông Nồng độ chất ô nhiễm có sẵn nước sơng Cxả Nồng độ chất nhiễm có nước thải xả Ctc .Nồng độ cho phép chất ô nhiễm theo TCVN Lsông Tải lượng chất ô nhiễm có nước sông Lxả .Tải lượng chất nhiễm có nước thải Ltc Tải lượng tối đa chất ô nhiễm cho phép có nguồn nước V .Lưu tốc trung bình nước sông Y .Khoảng cách theo chiều ngang sông chịu ảnh hưởng nước thải Ly .Khoảng cách dọc sơng kể từ điểm xả đến vị trí mặt cắt Y Fs Hệ số hiệu chỉnh khả tiếp nhận File: BC Tong hop Trang / 94 Nghiên cứu đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước Báo cáo Tổng hợp MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Hiện nay, nước thải nhiều sở sản xuất, khu công nghiệp, khu đô thị, làng nghề đổ vào sông, suối gây ô nhiễm nguồn nước, tác hại đến sinh vật sống nước, đồng thời ảnh hưởng đến việc lấy nước sông dùng cho mục đích sử dụng khác Một biện pháp phịng, chống nhiễm nguồn nước cấp phép xả nước thải vào nguồn nước Nhà nước ban hành Nghị định 149/2004/NĐ-CP Thông tư 02/2005/TT-BTNMT quy định hướng dẫn việc cấp phép thăm dò, khai thác, sử dụng tài nguyên nước xả nước thải vào nguồn nước Do vậy, công tác cấp phép xả nước thải vào nguồn nước Bộ TNMT Sở TNMT khẩn trương triển khai thực Việc cấp phép xả nước thải vào nguồn nước loại cơng việc hồn tồn mẻ nước ta Để thực cơng tác cấp phép đó, cần phải có sở khoa học thực tiễn xác đáng với phương pháp cơng cụ thích hợp để đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước điều kiện thực tế nguồn lực khả quản lý địa phương Cho đến nay, nước ta cịn nghiên cứu thuộc lĩnh vực Do vậy, việc nghiên cứu đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước, phục vụ công tác cấp phép xả nước thải cần thiết có ý nghĩa thực tiễn Mục tiêu, phạm vi, mức độ đối tượng nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu Đề tài cung cấp sở tiêu chí để: a) Xác định khả tiếp nhận nước thải nguồn nước; b) Đề xuất phương pháp công cụ đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước nhằm hỗ trợ công tác cấp phép xả nước thải Phạm vi nghiên cứu: Giới hạn phạm vi nghiên cứu Đề tài đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước sông Mức độ nghiên cứu: Lý thuyết lan truyền, pha loãng, phân hủy, xáo trộn, khuếch tán chất ô nhiễm nguồn nước sông rộng, liên quan đến nhiều lĩnh vực nghiên cứu nhiều nước Đề tài khơng sâu vào việc nghiên cứu phân tích tất sở lý thuyết đó, mà tập trung vào việc rà sóat phương pháp tính tốn pha lỗng, xáo trộn, khuếch tán chất nhiễm có nước thải vào nước sông; xem xét sở thực tiễn, tiêu chí để đánh giá khả tiếp nhận; rà sốt mơ hình tốn Từ đó, Đề tài lựa chọn kiến nghị áp dụng số phương pháp, số mô hình tốn thích hợp cho việc đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước sông điều kiện phù hợp trình độ lực quản lý tài nguyên nước địa phương Việt Nam, phục vụ trực tiếp cho công tác cấp phép xả nước thải vào nguồn nước File: BC Tong hop Trang / 94 Nghiên cứu đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước Báo cáo Tổng hợp Đối tượng nghiên cứu: Khu vực nghiên cứu lựa chọn đoạn sông thuộc phần hạ lưu sông Thương gần thành phố Bắc Giang Đọan sông nhận nước thải chủ yếu từ Nhà máy Phân đạm Hà Bắc Nguồn nước thải Nhà máy với đoạn sông nhận nước thải đối tượng chủ yếu Đề tài nghiên cứu Nội dung nghiên cứu chủ yếu Các nội dung chủ yếu Đề tài nghiên cứu gồm: • Xem xét sở tiêu chí đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước sông trường hợp xáo trộn khác nhau; • Nghiên cứu, lựa chọn, đề xuất phương pháp hợp lý để đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước trường hợp xáo trộn khác nhau; • Rà sốt mơ hình tốn mơ lan truyền, khuyếch tán chất nhiễm; • Thu thập tài liệu, đánh giá trạng nguồn nước đoạn sông nghiên cứu; Khảo sát, điều tra, thống kê đánh giá nguồn gây ô nhiễm; Đo đạc thuỷ văn, lấy phân tích mẫu nước; Phân tích tổng hợp tình hình chất lượng nước vị trí nghiên cứu; ứng dụng mơ hình MIKE 11 mô lan truyền, khuyếch tán chất ô nhiễm; • Nghiên cứu, đề xuất phương án xả nước thải cho khu vực nghiên cứu Các hoạt động nghiên cứu Các hoạt động Đề tài triển khai thực theo nội dung nghiên cứu Đề cương phê duyệt Trước hết, thông tin nghiên cứu nước có liên quan đến nội dung nghiên cứu Đề tài tổng hợp Tiếp đến, việc tổ chức đợt điều tra, khảo sát thực tế khu vực nghiên cứu tiến hành để nắm thông tin về: Đặc điểm đoạn sông nghiên cứu, nhập lưu, phân lưu lân cận; Các cơng trình điều tiết sơng có tác động đến dịng chảy hệ thống Hồ-Đập Cầu Sơn; Các trạm đo đạc thủy văn trạm Phủ Lạng Thương, trạm Cầu Sơn; Các điểm xả nước thải xung quanh khu vực; Tình hình sản xuất khu vực nghiên cứu tác động đến đoạn sông Thương nghiên cứu Việc lập kế hoạch, thiết kế đo đạc thủy văn, chất lượng nước thực sở kết điều tra, khảo sát thực tế với thông tin khác điều kiện thủy văn hệ thống sông Thương Hai đợt đo thủy văn, lấy mẫu phân tích nước sông, nước thải triển khai vào tháng 12/2004 tháng 11/2005 Việc đo đạc thủy văn, lấy mẫu phân tích chất lượng nước thực quan chun mơn phịng thí nghiệm có đủ lực kinh nghiệm lĩnh vực Trung tâm Nghiên cứu Môi trường thuộc Viện Khí tượng-Thủy văn Mơi trường Trung tâm Mạng lưới Khí tượng-Thủy văn Mơi trường thuộc Bộ TNMT Đề tài nghiên cứu, tổng hợp trình bày yêu cầu thông tin, tài liệu, tiêu chuẩn cần thiết cho việc đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước sơng Đó Tiêu chuẩn Việt nam quy định chất lượng nước nguồn nước mặt, chất lượng nước thải thông tin cần thiết bao gồm: Mục đích sử dụng nguồn File: BC Tong hop Trang / 94 Nghiên cứu đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước Báo cáo Tổng hợp nước; Đặc điểm nguồn nước tiếp nhận; Đặc điểm nguồn nước thải; Yếu tố thời tiết, khí hậu Đề tài tiến hành phân tích điều kiện xáo trộn thường xảy thưc tế nước thải với nước sông Trên sở đó, Đề tài đề xuất phương pháp đánh giá khả tiếp nhận nước thải điều kiện xáo trộn hồn tồn xáo trộn khơng hồn tồn với ví dụ cụ thể để minh họa Tiếp theo, Đề tài tiến hành rà sóat số mơ hình tốn điển hình từ đơn giản đến phức tạp khả ứng dụng thực tế mơ hình để tính tốn, phân tích lan truyền, khuếch tán chất nhiễm; đồng thời rõ điều kiện áp dụng, yêu cầu số liệu đo đạc ưu điểm hạn chế áp dụng mơ hình điều kiện thực tế Đề tài áp dụng mơ hình MIKE 11 để đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước cho đọan sông Thương nghiên cứu với điểm xả chủ yếu Nhà máy Phân đạm Hà Bắc Từ kết phân tích, đánh giá, mô diễn biến chất lượng nước khu vực nghiên cứu, Đề tài đề xuất phương án xả, thời gian xả quy trình xả nước thải thích hợp cho Nhà máy Phân đạm nhằm giảm thiểu mức độ ô nhiễm nguồn nước tận dụng khả pha lỗng, tự làm nguồn nước sơng Thương File: BC Tong hop Trang / 94 Nghiên cứu đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước Báo cáo Tổng hợp CƠ SỞ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TIẾP NHẬN 1.1 Khái niệm khả tiếp nhận nước thải nguồn nước 1.1.1 Xuất xứ Khái niệm “Khả tiếp nhận nước thải nguồn nước” (KNTN) có lẽ có xuất xứ báo cáo hội thảo, sách giáo khoa nước Trong văn quy phạm pháp luật Việt Nam, Luật Tài nguyên nước (1998) có quy định Điều 18, Khoản là: “Việc cấp phép xả nước thải vào nguồn nước phải vào khả tiếp nhận nước thải nguồn nước” Tuy nhiên, Luật Tài nguyên nước văn Luật khơng giải thích cụ thể cụm từ Đến nay, chưa có định nghĩa chung thống khái niệm Khả tiếp nhận nước thải nguồn nước 1.1.2 Một số khái niệm liên quan Do chưa có định nghĩa chung thống khái niệm Khả tiếp nhận nước thải nguồn nước, xem xét số khái niệm tương tự có liên quan Luật Bảo vệ Môi trường (2005) có giải thích từ cụm từ “Sức chịu tải môi trường” giới hạn cho phép mà môi trường tiếp nhận hấp thụ chất gây ô nhiễm Từ điển Thuật ngữ kỹ thuật chuyên ngành thủy lợi Anh –Việt (Nhà Xuất Xây dựng, Hà Nội, 2002) [3] có giải thích số khái niệm sau: - Khả tiếp nhận (Acceptance Capacity) (tại trang 975) là: Lượng chất gây ô nhiễm mà nguồn nước/thủy vực chấp nhận mà độ nhiễm không vượt mức định; - Sự đồng hóa (Assimilation) (tại trang 976) là: Khả tự làm nguồn nước/thủy vực khỏi chất gây ô nhiễm; - Khả đồng hóa (Assimilative Capacity) (tại trang 961) lượng các chất gây ô nhiễm mà thủy vực/nguồn nước hay vùng đất hấp thụ trung hòa trước chúng bắt đầu gây suy giảm đáng kể tính đa dạng sinh học và/hoặc chất lượng môi trường Trong sách giáo khoa môi trường, khái niệm khả tiếp nhận nước thải gắn liền với đồng hóa hay khả tự làm nguồn nước Trong khái niệm định nghĩa nêu trên, có khái niệm Khả tiếp nhận (Acceptance Capacity) gần giống với khái niệm khả tiếp nhận nước thải nguồn nước mà Đề tài xem xét có phần gần với thực tế công tác cấp phép xả nước thải vào nguồn nước File: BC Tong hop Trang / 94 Nghiên cứu đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước Báo cáo Tổng hợp 1.1.3 Các định nghĩa Hiện nay, công tác cấp phép xả nước thải vào nguồn nước, quan cấp phép Việt Nam phải xem xét nguồn nước tiếp nhận nước thải sử dụng quy định sử dụng với mục đích Với mục đích sử dụng nguồn nước có Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt tương ứng Các tiêu chuẩn chất lượng nước mặt Nhà nước ban hành (TCVN) với giá trị giới hạn áp dụng cho lọai mục đích sử dụng cụ thể Ví dụ, giá trị giới hạn cột A TCVN 5942-1995 áp dụng nước mặt dùng làm nguồn cấp nước sinh họat, giá trị giới hạn cột B Tiêu chuẩn áp dụng nước mặt dùng cho mục đích khác Khi chất lượng nước đoạn sơng, suối đạt đến giới hạn quy định theo mục đích sử dụng nguồn nước coi đoạn sơng, suối khơng khả tiếp nhận nước thải Như vậy, hiểu Khả tiếp nhận nước thải nguồn nước khả nguồn nước tiếp nhận nước thải đến mức cho phép định Tại mức cho phép đó, nồng độ thơng số nhiễm có nước nguồn khơng vượt q giới hạn quy định theo mục đích sử dụng nguồn nước Cách làm áp dụng Cục Quản lý tài nguyên nước công tác cấp phép xả nước thải vào nguồn nước Trên sở đó, tác giả xin đề xuất định nghĩa khả tiếp nhận nước thải nguồn nước Định nghĩa: Khả tiếp nhận nước thải nguồn nước (KNTN) khả nguồn nước tiếp nhận lượng nước thải bị ô nhiễm đặc trưng thông số ô nhiễm mà không làm nguồn nước bị ô nhiễm theo quy chuẩn, tiêu chuẩn quy định Định nghĩa nêu Khả tiếp nhận nước thải nguồn nước dùng làm sở cho phương pháp đánh giá KNTN trình bày Báo cáo Cùng với khái niệm KNTN định nghĩa, có khái niệm khác Hệ số hiệu chỉnh KNTN sử dụng công cụ hỗ trợ phương pháp đánh giá KNTN Hệ số trình bày chi tiết Mục 2.2 Báo cáo Tuy nhiên, để thuận tiện cho người đọc theo dõi phần nội dung Báo cáo, tác giả xin trình bày định nghĩa Hệ số Định nghĩa: Hệ số hiệu chỉnh khả tiếp nhận (Fs) hệ số dùng để “hiệu chỉnh” kết tính tốn KNTN nước thải điều kiện đưa vào tính tốn khơng hồn tồn với điều kiện thực tế đoạn sông Giá trị lớn Fs (1,0) điều kiện giả thiết để tính tốn phù hợp với điều kiện thực tế đoạn sông File: BC Tong hop Trang / 94 Nghiên cứu đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước Báo cáo Tóm tắt Số liệu chất lượng nước Số liệu chất lượng nguồn nước đoạn sông chất lượng nước thải phải thu thập quan trắc thông qua việc lấy mẫu nước phân tích chất lượng nước phịng thí nghiệm đạt tiêu chuẩn quan nhà nước có thẩm quyền cơng nhận, đó: a Việc lấy mẫu nước thải phải tuân thủ theo quy định của: • TCVN 5999-1995: Hướng dẫn lấy mẫu nước thải b Việc lấy mẫu nước sông phải tuân thủ theo quy định : • TCVN 5992-1995: Hướng dẫn kỹ thuật lấy mẫu; • TCVN 5996-1995: Hướng dẫn lấy mẫu sông suối; c Việc bảo quản xử lý mẫu nước phải tuân thủ theo quy định của: • TCVN 5993-1995: Hướng dẫn bảo quản xử lý mẫu d Các mẫu nước phải phân tích phịng thí nghiệm đạt tiêu chuẩn theo quy định quan nhà nước có thẩm quyền 3.3 Đánh giá KNTN cho sông Cầu KCN Gang thép Thái Nguyên Kết khảo sát thực tế cho thấy Sông Cầu khu vực nhận nước thải từ KCN Gang thép Thái Nguyên có điều kiện phù hợp để áp dụng Phương pháp đánh giá KNTN điều kiện xáo trộn hoàn toàn để đánh giá khả Sông Cầu tiếp nhận nước thải từ KCN Gang thép Kết tính tốn phục vụ Cục Quản lý tài nguyên nước công tác thẩm định hồ sơ xin cấp phép làm sở cho Bộ TNMT việc cấp giấy phép xả nước thải Ngày 3/1/2007, Bộ TNMT cấp Giấy phép xả nước thải vào nguồn nước (Số 05/GP-BTNMT) cho Công ty Gang thép Thái Ngun Dưới trình bày tóm tắt thơng tin liên quan kết tính tóan 3.2.1 Nước thải Toàn nước thải sản xuất Khu Công nghiệp Lưu Xá, sau xử lý sơ Nhà máy, xả vào hệ thống thoát nước chung Khu Công nghiệp chảy suối Cam Giá qua cửa xả, sau đổ vào sơng Cầu Lưu lượng xả trung bình 15.113 m3/ngày đêm; Chế độ xả liên tục Các thông số ô nhiễm nước thải (16 thông số), bao gồm: pH, TSS, BOD5, COD, Phenol, NH4+, tổng photpho, CN-, Fe, Mn, Cu, dầu mỡ, coliform, Cd, Cr6+, As Trong đó, hầu hết thông số đạt tiêu chuẩn loại B TCVN 5945-2005 trừ COD, TSS, Cd, CN-, phenol, dầu mỡ chưa đạt loại B, đạt tiêu chuẩn C TCVN 5945-2005 File: BC Tom tat Trang 25 / 39 Nghiên cứu đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước Báo cáo Tóm tắt 3.2.2 Nguồn tiếp nhận Nước thải KCN Lưu Xá đổ vào suối Cam Giá, sau đổ sơng Cầu Tại đọan tiếp nhận nước thải KCN Lưu Xá, sơng Cầu có chế độ chảy ổn định, với lưu lượng trung bình tháng 3/1999 Thác Bưởi Qtb = 4,9 m3/s, lưu lượng kiệt Qmin = 4,2 m3/s Đoạn sông yêu cầu chất lượng nước sông cần bảo đảm bảo cấp nước cho sinh hoạt Do vậy, chất lượng nước thải từ KCN Gang thép phải bảo đảm đạt TCVN 6980-2001 3.2.3 Kết tính tốn Kết tính KNTN sơng Cầu khu KCN Gang thép Thái Nguyên bảng sau: Chọn Hệ số hiệu chỉnh KNTN 0.9 Qsông (m3/s) Khả tiếp nhận nước thải KCN gang thép Thái Nguyên sông Cầu chất lượng nước thải đạt TCVN 6980-2001 TSS BOD5 COD NH4+ PO43- Phenol 4.9 7187.0 7462.9 14882.7 -70.6 khơng tính khơng tính 4.2 6043.9 6396.0 12770.7 -60.8 khơng tính khơng tính Ghi Cịn khả tiếp nhận Còn khả tiếp nhận Còn khả tiếp nhận Khơng cịn khả tiếp nhận 3.4 Sơng Thương Nhà máy Phân đạm Hà Bắc Khu vực nghiên cứu thuộc phần hạ lưu sông Thương gần thành phố Bắc Giang Đọan sông nhận nước thải từ Nhà máy phân đạm Hà Bắc Nguồn nước thải Nhà máy với đoạn sông nhận nước thải đối tượng chủ yếu Đề tài 3.4.1 Đặc điểm nguồn nước Sông Thương đoạn sông nghiên cứu: Sông Thương phụ lưu hệ thống sơng Thái Bình Dịng sơng Thương có chiều dài 157km Tổng diện tích lưu vực sơng Thương vào khỏang 3580 km2 Đoạn sông nghiên cứu đoạn thuộc hạ lưu sông Thương, nằm cách TP Bắc Giang khoảng 5-6 km Tại đây, địa hình tương đối thẳng Sơng có độ rộng khoảng 100-120m có độ dốc đáy khơng lớn Đoạn sơng nghiên cứu khơng có nhập lưu, phân lưu lớn, nhận nước xả thải Nhà máy phân đạm Bắc Giang cống tiêu thoát nước thải TP Bắc Giang Ở đoạn sơng nghiên cứu có trạm thủy văn Phủ Lạng Thương trạm thuỷ văn cấp 3, có chế độ quan trắc mực nước liên tục có chuỗi số liệu nhiều năm Nơi nhập lưu sông Thương với sông Cầu có trạm thủy văn Phả Lại, trạm thủy văn cấp Số liệu trạm thủy văn tài liệu tốt dùng mơ hình tốn mô thủy lực, chất lượng nước sông Thương Đặc điểm mưa: Lượng mưa trung bình năm lưu vực khoảng 1300-1600mm So với vùng khác nước lượng mưa lưu vực vào loại trung bình Đặc điểm mực nước, lưu lượng, chế độ dòng chảy : Trên sông Thương khu vực nghiên cứu mực nước cao năm xảy tháng VII,VIII, thấp năm xuất tháng II, III File: BC Tom tat Trang 26 / 39 Nghiên cứu đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước Báo cáo Tóm tắt Hình 3.1 Hệ thống sơng Thương, sông Lục Nam, sông Cầu Đoạn sông Thương thuộc khu vực nghiên cứu chịu ảnh hưởng chế độ nhật triều khơng đều; vậy, chế độ dịng chảy thuộc loại dịng khơng ổn định Đây đặc điểm quan trọng định đến việc đánh giá lựa chọn phương pháp đánh giá khả tiếp nhận nước thải sơng Mực nước trung bình Trạm thủy văn Phủ Lạng Thương mùa cạn khoảng 1,0 - 1,3m, với biên độ triều lớn 1,0-1,2 m Do ảnh hưởng chế độ thủy văn vùng triều nên việc đo đạc tính tốn khả tiếp nhận nước thải nguồn nước cho đoạn sông nghiên cứu phức tạp Vị trí Phả Lại cách biển khoảng 60-70km Mực nước chịu ảnh hưởng triều mạnh 3.4.2 Đặc điểm nguồn xả Qua đợt khảo sát thực tế cho thấy, phạm vi lân cận với khu vực nghiên cứu, có nguồn xả Nhà máy Phân đạm Hà Bắc chủ yếu có số điểm xả khác điểm xả tập trung từ sở sản xuất giấy từ cống xả nước thải sinh hoạt Vị trí sơ đồ điểm xả trình bày Hình 3.8 Nhà máy Phân đạm Hà Bắc: Nhà máy Phân đạm Hà Bắc nguồn xả nước thải chủ yếu sông Thương khu vực nghiên cứu Nước thải Nhà máy trữ mương điều tiết, sau bơm trực tiếp sơng khơng qua xử lý, nên nồng độ chất ô nhiễm cao Trạm bơm nước thải Nhà máy thiết kế gồm bơm 32SA, Cơng suất 3800m3/h/máy Bình thường, Nhà máy sử dụng máy bơm để bơm nước thải từ mương điều tiết sông Nếu sản xuất tốt, sinh nhiều nước thải, Nhà máy dùng máy bơm Trong trường hợp nước thải đục, Nhà máy dừng bơm, để lắng nước thải trước bơm sơng Đặc điểm sản xuất Nhà máy có liên quan đến nước thải là: 1) Nguyên liệu dùng sản xuất than Nitơ tự nhiên khơng khí; b) Sản phẩm gồm: Phân đạm urê; Amoniac lỏng; Các loại khí cơng nghiệp (CO2 lỏng rắn, oxi, nitơ); Than hoạt tính; Phân bón NPK loại; Giấy đế, giấy vàng mã xuất nước giải khát File: BC Tom tat Trang 27 / 39 Nghiên cứu đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước Báo cáo Tóm tắt Hình 3.3 Cửa xả nước thải Nhà máy Phân đạm Hà Bắc Các nguồn xả khác: Ngồi nguồn xả Nhà máy Đạm Hà Bắc, xả vào đoạn sơng nghiên cứu cịn có số nguồn thải khác Điểm thứ sở sản xuất giấy Điểm xả nằm thượng lưu cách cửa xả Nhà máy Đạm khoảng 400m Lưu lượng nước thải từ Cơ sở sản xuất giấy vào khoảng vài lít/s Điểm xả thứ hai nằm hạ lưu cửa xả Nhà máy Đạm, với khoảng cách khoảng km Đây cửa cống ngầm tiêu thoát phận nước thải TP Bắc Giang Qua khảo sát thực tế cho thấy, nước thải sinh hoạt khu vực lân cận cống xả tích ao điều tiết bơm sông qua trạm bơm tiêu nước ao đầy Như nước thải từ cửa cống ngầm chảy thường xuyên sông 3.4.3 Đo thủy văn, lấy mẫu phân tích chất lượng nước Hai đợt đo thủy văn, lấy mẫu phân tích nước sơng, nước thải triển khai vào tháng 12/2004 tháng 11/2005 Sau đó, việc đo đạc thủy văn, lấy mẫu phân tích chất lượng nước thực quan chun mơn phịng thí nghiệm có đủ lực kinh nghiệm lĩnh vực Trung tâm Nghiên cứu Môi trường thuộc Viện KT-TV Môi trường Trung tâm Mạng lưới KT-TV Môi trường thuộc Bộ TNMT Thời gian thời đoạn đo: Các đợt đo thực tháng 11 tháng 12 dương lịch Vào khoảng thời gian này, lưu lượng nước Sông Thương kiệt nên khả tiếp nhận nước thải nguồn nước hạn chế Do đoạn sông nghiên cứu chịu ảnh hưởng thủy triều nên việc chọn thời điểm đo đạc ảnh hưởng đến kết đo đạc Việc đo đạc tiến hành đợt, đợt kéo dài từ đến 10 ngày Đợt 1: Từ ngày 26-12 đến ngày 31-12-2004 Đợt 2: Từ ngày 22-11 đến ngày 30-11-2005 Đo lưu lượng: Sau thực địa, Nhóm nghiên cứu nắm đặc điểm đoạn sông đề xuất việc đo lưu lượng tuyến (hay vị trí) File: BC Tom tat Trang 28 / 39 Nghiên cứu đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước Báo cáo Tóm tắt Z (cm) Q (m3/s) Q, Z P.L.Thơng, 26-31/12/2004 Q(m3/s), Z(cm) 150 100 50 -50 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 -100 Giê Hình 3.5 Kết đo lưu lượng, mực nước nm 2004 ti P.L.Thng Điểm đo Q vị trí trạm Phủ Lạng Thơng 170 Điểm đo Q vị trí bến phà Tuần Điểm đo Q vị trí cầu Xơng Giang 150 H~t Điểm đo Q 130 110 90 70 50 22/11 23 23/11 46 69 24/11 92 25/11 26/11 115 Hình 3.6 Kết đo mực nước năm 2005 ti P.L.Thng Đờng trình Q -t Trm: Ph Lng Thng Sụng: Thng Thời gian: Từ 14h ngày 22/11 đến 12h ngµy 23/11/2005 Q (m3/s) 100 80 60 40 20 10 12 14 22/11 16 18 20 22 23/11 10 12 14 16 Thêi gian (giê) Hình 3.7 Kết đo lưu lượng nước năm 2005 P.L.Thương File: BC Tom tat Trang 29 / 39 Nghiên cứu đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước Báo cáo Tóm tắt Vị trí số 1: cách Nhà máy Phân đạm khoảng 15 km phía thượng lưu Vị trí số 2: vị trí tuyến quan trắc trạm thủy văn Phủ Lạng Thương Vị trí số 3: xã Tân Tiến, cách cầu Xương Giang 100 mét phía hạ lưu Phương pháp đo: Ba vị trí đo hệ thống sơng Thương chịu ảnh hưởng thủy triều, việc đo đạc thực theo Quy phạm "94TCN 17-1999” quan trắc lưu lượng nước sông vùng ảnh hưởng thủy triều Lưu lượng nước đo theo phương pháp đo chi tiết toàn mặt ngang máy ADCP Thời gian đo: Mỗi vị trí đo lưu lượng nước thực đo chu kỳ dòng triều với thời gian liên tục đo lần; gần đỉnh chân triều cách 30 phút đo lần để đo lưu lượng lớn nhất, phục vụ việc tính tốn, phân tích Đề tài Đo mực nước Việc đo mực nước thực vị trí đo lưu lượng Lấy mẫu phân tích chất lượng nước Lựa chọn thông số ô nhiễm đại diện: Nước thải Nhà máy phân đạm với nhiều thành phần chất ô nhiễm tạp chất lơ lửng gồm: NH4+, NO2-, NO3-, Phenol, CN-, As, F Đọan sông nghiên cứu nhận nước thải chủ yếu từ Nhà máy phân đạm phận nước thải sinh họat TP Bắc Giang Do vậy, thành phần chất ô nhiễm thông số đặc thù lọai nước thải Trên sở đó, Đề tài lựa chọn thơng số nhiễm để phân tích tính tốn lan truyền biến đổi thơng số đoạn sông nghiên cứu Các thông số là: DO, TSS, COD, BOD5, NH4+, Tổng Nitơ, Tổng coliform Lựa chọn vị trí thời gian lấy mẫu: Trên sở yêu cầu nghiên cứu nêu tình hình thực tế đoạn sơng, việc lấy mẫu nước sông thiết kế thực 11 vị trí Sơ đồ lấy mẫu trình bày Hình 3.8 Thời gian lấy mẫu ngày, từ 22/11 đến 30/11/2005, mẫu nước lấy độ sâu cách mặt nước 50cm dòng, bờ tả bờ hữu Phân tích mẫu nước: Việc đo hàm lượng DO tiến hành trực tiếp sơng Các thơng số cịn lại bảo quản lạnh chuyển phịng thí nghiệm ngày để phân tích tiêu BOD, COD, TSS, NH4+, Tổng Nitơ Coliform 3.5 Đánh giá chất lượng nước Sông Thương 3.5.1 Sông Thương hoạt động KT-XH liên quan Ở thượng lưu sông Thương, nguồn thải chủ yếu từ sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp tiểu thủ công nghiệp Tuy nhiên, mức độ ảnh hưởng không lớn nên chất lượng nước phần thượng lưu sơng Thương cịn tốt Mức độ nhiễm nước sông Thương khu vực TP Bắc Giang phụ thuộc vào lưu lượng nước thải số nguồn thải chính, đặc biệt nguồn nước thải Nhà máy Phân đạm nguồn nước thải sinh hoạt nhân dân Ngồi ra, cịn có sở sản xuất giấy, bia hoạt động sản xuất tiểu thủ công nghiệp xả trực tiếp nước thải sông với nguồn nước thải sinh hoạt thị xã chưa qua xử lý tập trung thải sông Bên cạnh đó, hoạt động kinh tế sơng khai thác cát, giao thông thuỷ nguyên nhân làm cho chất lượng nước sông giảm rõ rệt so với thượng lưu Sau chảy qua thị xã Bắc Giang, nước sông Thương cải thiện dần nhập lưu với sông Cầu, sông Lục Nam Phả Lại File: BC Tom tat Trang 30 / 39 Nghiên cứu đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước Báo cáo Tóm tắt Hình 3.8 Sơ đồ lấy mẫu chất lượng nước Bến phà Tuần n NM.Đạm r SH.TP Bắc Giang Trạm T.Văn Lục Nam p Trạm T.Văn Phủ Lạng Thương s t u Sông Lục Nam v w 11 SX Giấy Sông Thương o Trạm T.Văn Đáp Cầu Sông Cầu q TV Phả Lại Tổng số mẫu 288, đó: - Tại vị trí 1, 2, 3, vị trí lấy mẫu (tổng số mẫu) - Tại vị trí 5, 6, 7, 8, vị trí lấy 48 mẫu thủy trực (tổng số 240 mẫu) - Tại vị trí 10 lấy 32 mẫu thủy trực (phía bờ tả dịng) - Tại vị trí 11 lấy mẫu thủy trực (giữa dòng) Mẫu lấy theo chế độ triều chế độ xả nước thải Nhà máy Phân đạm Hà Bắc File: BC Tom tat Trang 31 / 39 Nghiên cứu đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước Báo cáo Tóm tắt 3.5.2 Diễn biến chất lượng nước đoạn sông Thương nghiên cứu Việc phân tích diễn biến chất lượng nước sơng khu vực nghiên cứu thực sở kết đo đạc chi tiết phân tích chất lượng nước đợt (từ 2211 đến 30-11-2005) Các mẫu nước lấy độ sâu cách mặt nước 50cm dòng, bờ tả bờ hữu Tổng số mẫu lấy phân tích 306 mẫu, mẫu phân tích tiêu (DO, BOD5, COD, TSS, Nitơ tổng, NH4+, Coliform tổng) Diễn biến hàm lượng DO: Giá trị DO thời điểm đo trực tiếp sông Lục Nam (7,3 mg/l), sông Phả Lại (7,81 mg/l) sông Đáp Cầu (6,32 mg/l) Trên Sông Thương, giá trị DO dao động từ 5,0- 6,0 mg/l Diễn biến hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS): Kết xác định tổng chất rắn lơ lửng dao động ổn định khoảng từ 40–70 mg/l Cá biệt có vài điểm đạt 70 – 90 mg/l, mương xả nước thải sinh hoạt TP Bắc Giang 90 mg/l Diễn biến COD BOD5: Nhìn chung, giá trị COD BOD5 điểm lấy mẫu tương đối thấp Giá trị COD biến động, dao động khoảng từ – 12 mg/l Tuy nhiên, cửa xả nước thải Nhà máy, mương nước thải TP Bắc Giang mương xả nước thải sở sản xuất giấy có giá trị COD cao hẳn (từ 20 – 35 mg/l) Diễn biến hàm lượng NH4+-N N tổng: Giá trị hàm lượng NH4+-N N tổng cửa xả nước thải Nhà máy đạm cao, NH4+-N dao động từ 11 – 20 mg/l N tổng dao động từ 14 – 24 mg/l đợt khảo sát Tại điểm Sông Thương, giá trị cao ảnh hưởng nước thải Nhà máy Giá trị NH4+- N điểm 7,8,9,10,11 khoảng - 3,5 mg/l, giá trị N tổng trung bình khoảng 2,5-4,0 mg/l Diễn biến coliform: Giá trị Coliform dao động trung bình khoảng từ 300– 600 MPN/100ml, đa số vị trí dịng có giá trị nhỏ giá trị hai bên gần bờ Riêng điểm lấy mẫu số – bờ tả, điểm số – bờ tả bờ hữu, kết cho thấy giá trị coliform cao hẳn điểm khác (trừ cửa xả nước thải) 3.5.3 So sánh với tiêu chuẩn chất lượng nước So sánh với tiêu chuẩn nước mặt TCVN 5942-1995: Hàm lượng DO, COD, BOD, TSS, NH4+-N, N tổng Coliform nước Sông Lục Nam, Sông Đáp Cầu Sông Phả Lại nhỏ giá trị cột B Hàm lượng DO, COD, BOD, TSS Coliform Sông Thương (trên đoạn sông nghiên cứu) nhỏ giới hạn B, riêng giá trị NH4+-N cao giới hạn B thời điểm lấy mẫu phân tích So sánh với tiêu chuẩn nước thải công nghiệp TCVN 5945-2005: Hàm lượng DO, COD, BOD, TSS, N tổng Coliform điểm xả nước thải sinh hoạt, Nhà máy phân đạm sở sản xuất giấy nhỏ giá trị quy định cột A Hàm lượng NH4+-N nước thải sở thời điểm lấy mẫu lớn giá trị B nhỏ giá trị cột C Vì vậy, nước thải sở cần phải xử lý theo quy định trước đổ vào sông 3.5.4 Đánh giá khả tiếp nhận đoạn sông nghiên cứu Từ kết phân tích chất lượng nước thời đoạn đo đạc vào mục đích dùng nước đoạn sơng, kết luận phạm vi khoảng 500m xung quanh vị trí xả nước thải Nhà máy, sơng khơng cịn khả tiếp nhận nước thải File: BC Tom tat Trang 32 / 39 Nghiên cứu đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước 3.6 Báo cáo Tóm tắt Ứng dụng mơ hình MIKE 11 cho Sơng Thương khu vực NM Đạm 3.6.1 Đánh giá khả xáo trộn chất nhiễm Mơ hình MIKE 11-WQ mơ hình cho dịng chiều, mơ chất lượng nước Do vậy, điều kiện để áp dụng tốt mơ hình chất nhiễm phải xáo trộn tốt tất mặt cắt sơng Vì thế, trước áp dụng mơ hình, điều kiện xáo trộn chất ô nhiễm khu vực nghiên cứu cần xem xét Từ số liệu thực đo chất ô nhiễm mặt cắt, giá trị nồng độ trung bình mặt cắt so sánh với giá trị nồng độ vị trí mặt cắt Kết tính tốn so sánh cho thấy khác biệt giá trị đo vị trí mặt cắt (phía bờ phải, dịng, phía bờ trái) với giá trị trung bình mặt cắt nồng độ chất ô nhiễm hầu hết nhỏ 20% Điều cho thấy khả xáo trộn tốt đoạn sơng nghiên cứu Vì thế, điều kiện ứng dụng Mơ hình MIKE 11-WQ phù hợp 3.6.2 Sơ đồ mô mạng lưới sông Sơ đồ mạng sơng tính tốn gồm sơng Thương sông Lục Nam, với đoạn sông Thương dài 91km, Trạm thủy văn Cầu Sơn (Đập Cầu Sơn) đến Phả Lại đoạn sông Lục Nam dài 53km, Trạm thủy văn Chũ đến ngã ba nhập lưu với sông Thương cách Phả Lại 9,5 km Hệ thống sông Thương sông Lục Nam sơ đồ hóa thành 150 nút 149 đoạn, nhánh Lục Nam có 55 nút 55 đoạn, nhánh sơng Thương có 95 nút 94 đoạn Mỗi đoạn có chiều dài trung bình khoảng km Cửa xả Nhà máy phân đạm Hà Bắc vị trí cách Trạm thuỷ văn Cầu Sơn 52,8km, cách Phả Lại 38,2 km 3.6.3 Số liệu, tài liệu sử dụng mô hình Ứng dụng mơ hình MIKE 11 với module HD, AD, WQ để tính tốn biến đổi nồng độ thông số BOD5, DO, NH4+, NO3- đoạn sông Thương sau tiếp nhận nước thải Nhà máy Đạm với liệu thu thập để tính tốn sau: a) Dữ liệu địa hình: thu thập từ Viện Quy hoạch thuỷ lợi (đo năm 2000) bao gồm: a) Mặt cắt ngang sông Thương từ Trạm thuỷ văn Cầu Sơn đến Phả Lại có chiều dài 91km với 35 mặt cắt; b) Mặt cắt ngang sông Lục Nam từ Trạm thuỷ văn Chũ đến ngã ba sơng Lục Nam sơng Thương có chiều dài 53km với 16 mặt cắt b) Dữ liệu thuỷ văn: Lấy lưu lượng dòng chảy (Q) Trạm thuỷ văn Cầu Sơn sông Thương Trạm thuỷ văn Chũ sông Lục Nam làm biên Lấy liệu mực nước (H) Trạm thuỷ văn Phả Lại làm biên Lưu lượng dòng nhập hệ thống tính tốn bao gồm: Q sơng Cầu đổ vào sơng Thương phía Phả Lại, Q xả Nhà máy Đạm Q nước thải sinh hoạt TP Bắc Giang đổ sông Thương c) Dữ liệu chất lượng nước: Số liệu thực đo thông số tính tốn bao gồm DO, BOD5, NH4+, NO3-, Coliform tương ứng biên thuỷ văn nêu Số liệu thực đo dòng nhập bao gồm: chất lượng nước sông Cầu, chất lượng nước thải Nhà máy Đạm, chất lượng nước thải sinh hoạt TP Bắc Giang Số liệu chất lượng nước thực đo mặt cắt phía hạ lưu cửa xả Nhà máy Đạm Hà Bắc sông Thương để kiểm tra kết tính tốn mơ hình File: BC Tom tat Trang 33 / 39 Nghiên cứu đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước Báo cáo Tóm tắt 3.6.4 Hiệu chỉnh mơ hình phương án mơ Kết đo Đợt (26-31/12/2004) kết hợp với kết đo đạc từ nghiên cứu khác dùng để hiệu chỉnh thơng số mơ hình Kết đo Đợt 2(22-30/11/2005) dùng để mô phân tích diễn biến chất lượng nước sơng; Dữ liệu chạy mơ hình Căn vào kết khảo sát thực tế, liệu đưa vào mơ hình để tính tốn q trình biến đổi thơng số DO, BOD5, NH4+, NO3-, sông Thương sau tiếp nhận nước thải Nhà máy Đạm với chế độ hình thức xả nước thải sau: Thời gian xả liên tục từ 12h trưa đến 8h tối; Lưu lượng xả 2m3/s; Hàm lượng thông số ô nhiễm nguồn thải là: DO = 6,3 mg/l; BOD5 = 25mg/l; NH4+ = 17mg/l; NO3- = 88,2mg/l Bước thời gian chọn tính tốn 180 sec Mơ phương án xả thải Căn vào điều kiện thực tế khu vực nghiên cứu để phục vụ công tác quản lý xả nước thải, Đề tài đưa phương án xả thải để mơ sau: Phương án 1: Tính tốn biến đổi thông số với việc thay đổi chế độ xả nước thải Nhà máy bơm xả 24h liên tục với lưu lượng 0.7m3/s với hàm lượng thông số ô nhiễm nguồn thải trạng Phương án 2: Tính tốn biến đổi thông số với việc giữ nguyên chế độ xả trạng chất lượng nước thải đạt tiêu chuẩn TCVN 59452005 loại B Hàm lượng thông số ô nhiễm nguồn nước thải nhà máy sau: DO = 2mg/l; BOD5 = 50mg/l; NH4+ = 1mg/l; NO3- = 20mg/l 3.6.5 Kết mô nhận xét Kết mô chất lượng nước đoạn sông nghiên cứu từ ngày 22 tháng 12 đến ngày 31 tháng 12/2004 cho thấy: so với số liệu chất lượng nước thực đo mặt cắt kiểm tra cho thấy kết tính tốn mơ hình thể biến đổi chất lượng nước thực tế đoạn sông nghiên cứu Tương ứng với thông số điều chỉnh, tính tốn mơ với tiêu DO, BOD, NH4+, NO3- cho kết mô tốt, đáng tin cậy hoàn toàn đáp ứng yêu cầu tính tốn Bộ thơng số điều chỉnh dùng để mô cho phương án xả nước thải đề xuất nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước dự báo, kiểm soát chất lượng nguồn nước khu vực đoạn sơng nghiên cứu Kết tính tốn phương án Phương án 1: Kết chạy mô Phương án cho thấy tác động nguồn thải nhà máy đến chất lượng nguồn nước sông Thương có thay đổi Do nhà máy xả liên tục (24h/ngày) với lưu lượng 1/3 lưu lượng nhà máy xả thời gian (0.7m3/s) nên hàm lượng thơng số nhiễm nước sơng có biến đổi đột ngột trạng Tuy nhiên, phạm vi tác động nước thải lại rộng Chiều dài đoạn sông bị ảnh hưởng nước thải Nhà máy trường hợp lớn so với trạng Phương án 2: Với phương án này, q trình mơ cho thấy mức độ tác động nguồn thải đến chất lượng nước sông Thương nhỏ so với Phương án Chất lượng nước sông giảm vào thời điểm triều lên Khi đó, tốc độ dịng chảy nhỏ nên File: BC Tom tat Trang 34 / 39 Nghiên cứu đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước Báo cáo Tóm tắt lượng nước thải nhà máy số nguồn thải khác phía hạ lưu cửa xả bị đọng lại làm hạn chế khả tự làm sơng, Do đó, đoạn sơng có chiều dài khoảng 2000m tính từ cửa xả Nhà máy có chất lượng nước xấu Khả ứng dụng mơ hình chất lượng nước MIKE 11 Mơ hình MIKE 11 có khả mơ chế độ thủy lực diễn biến chất lượng nước dòng chiều, không ổn định, với điều kiện xáo trộn tốt Trong mơ hình này, phần tính tốn mơ chất lượng nước có phương trình tốn học biểu diễn chất q trình vật lý, hóa học, sinh học chất ô nhiễm môi trường nước Mơ hình MIKE 11 cho kết diễn biến theo không gian (dọc sông) nồng độ chất ô nhiễm thời điểm diễn biến theo thời gian nồng độ chất ô nhiễm vị trí (một mặt cắt) sơng Do vậy, Mơ hình MIKE 11 sử dụng để dự báo tác động nguồn thải xả vào nguồn nước tiếp nhận theo không gian thời gian mô chất lượng nguồn nước sông, phục vụ việc đánh giá khả tiếp nhận nước thải sông Mô hình có khả ứng dụng tốt đáp ứng yêu cầu công tác quản lý chất lượng nguồn nước công tác cấp phép xả nước thải, đặc biệt đoạn sông chịu ảnh hưởng thủy triều Kết nghiên cứu ứng dụng mơ hình chất lượng nước MIKE 11 Với liệu tương đối đầy đủ, bao gồm liệu địa hình, thủy văn chất lượng nước, với việc lựa chọn hợp lý thơng số tính tốn giúp cho kết mơ biến đổi chất lượng nước đoạn sông nghiên cứu tương đối tốt Kết tính tốn kết thực đo có độ sai số khơng q lớn Kết áp dụng mơ hình chất lượng nước MIKE 11 để tính tốn lan truyền chất nhiễm hữu nitơ đoạn sông Thương khu vực Nhà máy Đạm, cho thấy: Sau tiếp nhận nước thải nhà máy, chất lượng nước sông Thương thay đổi rõ, thể qua gia tăng đáng kể hàm lượng BOD5 NH4+ • • Chiều dài đoạn sơng chịu tác động thường xuyên nguồn nước thải Nhà máy vào khoảng 10km Trong đó, đoạn khoảng 2km tính từ cửa xả Nhà máy chịu mức độ tác động lớn (tại hàm lượng BOD5 NH4+ có giá trị cao nhất) Tuy nhiên, phạm vi tác động nước thải ln biến động theo chế độ dịng chảy sông lên xuống thuỷ triều Khi lưu lượng tốc độ dịng chảy sơng nhỏ, mức độ ảnh hưởng nguồn thải Nhà máy đến nguồn nước sơng Thương lớn Khi đó, khu vực cửa xả Nhà máy hạ lưu cửa xả khoảng 200m đến 1000m, mức độ ô nhiễm cao, nhu cầu cho trình phân huỷ lớn, hàm lượng DO thấp Vào số thời điểm, giá trị DO nhỏ 1mg/l làm cho số lồi thuỷ sinh sơng bị chết Thực tế, cán đo đạc lấy mẫu nước quan sát thấy tượng cá, tôm bị chết mặt sông vào ngày Nhà máy xả nước thải với lưu lượng lớn • Đặc trưng nguồn thải Nhà máy Đạm chủ yếu hợp chất hữu vô chứa nitơ dễ phân huỷ sinh học, nên tốc độ phân huỷ diễn mạnh Do đó, phạm vi ảnh hưởng nước thải không rộng Kết mô cho thấy vị trí cách hạ lưu cửa xả Nhà máy khoảng 10km chất lượng nước cải thiện đáng kể, thể qua hàm lượng NH4+ BOD5 nhỏ Chất lượng nước vị trí đạt giới hạn B tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5942-1995 File: BC Tom tat Trang 35 / 39 Nghiên cứu đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước Báo cáo Tóm tắt 3.7 Đề xuất phương án xả thải cho khu vực nghiên cứu 3.7.1 Phương án xử lý nước thải Dựa kết mô Mơ hình MIKE 11 biến đổi chất lượng nước theo không gian thời gian, phương án xử lý nước thải đề xuất cho Nhà máy Đạm nhằm giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước Sông Thương • Có thể thấy phương án Nhà máy xử lý nước thải đạt giới hạn B TCVN 5945-2005 (Phương án 2), trước xả vào nguồn nước sông Thương phương án tốt nhằm giảm thiểu tác động đến mơi trường nước Phương án địi hỏi Nhà máy phải đầu tư đổi công nghệ xử lý nước thải vận hành hệ thống xử lý nước thải • Trong thời gian Nhà máy chưa có đủ khả đầu tư cho việc xử lý nước thải đạt yêu cầu Phương án 2, để hạn chế mức độ tác động đến môi trường nước sông Thương, Nhà máy cần điều tiết lưu lượng thời gian xả theo chế độ dịng chảy sơng Điều kiện bất lợi cho KNTN sông lưu lượng vận tốc dòng chảy nhỏ Khi đó, Nhà máy xả với lưu lượng lớn gây ô nhiễm nước sông 3.7.2 Thời gian xả, Quy trình xả nước thải Kết đo đạc kết mơ mơ hình cho thấy khả gây ô nhiễm lớn việc xả nước thải xảy vào thời đọan: • Khi lưu lượng sông nhỏ (Qsông ~ 0) vào lúc chuyển triều (Hmin Hmax); • Khi thể tích nước sơng nhỏ nhất, xảy mực nước sông nhỏ nhất; Kết nghiên cứu cho thấy tình trạng nhiễm xảy vào thời đọan lưu lượng nước sông chảy xuôi lớn Do vậy, để hạn chế nhỏ ảnh hưởng việc xả nước thải từ Nhà máy đến nguồn nước sông Thương, quy trình xả nước thải cần thực theo cách sau đây: Không xả vào thời đọan lưu lượng sông nhỏ Thời đọan thường xảy mực nước sông lớn nhất; Việc xác định thời đọan lưu lượng nước sông nhỏ cần dựa vào trình mực nước Trạm thủy văn Phủ Lạng Thương; Tập trung xả nước thải vào thời đọan lưu lượng nước chảy xuôi lớn Thời đọan thường xảy mực nước sông hạ thấp; Hạn chế xả vào thời đọan nước chảy ngược từ hạ lưu lên; Xả vừa phải vào thời đoạn nước sông chảy ngược mạnh Việc nhằm tận dụng khả tự làm sông chảy ngược Tuy nhiên, cần lưu ý ảnh hưởng nước thải tới việc sử dụng nước đoạn sơng phía thượng lưu Do vậy, cần điều tra kỹ tình hình khai thác sử dụng nước phía thượng lưu điểm xả quan trắc liên tục thông số ô nhiễm nước sơng thời đoạn để tính tốn lưu lượng xả cho thích hợp; Xây dựng quy trình xả nước thải (Qxả ~ t) cần dựa vào quy luật thay đổi lưu lượng mực nước đoạn sông tiếp nhận nước thải theo nguyên tắc “giảm tối đa ô nhiễm nước sông tất thời đoạn chu trình xả”, tức cần tận dụng tối đa khả pha loãng tự làm sông nơi tiếp nhận nước thải File: BC Tom tat Trang 36 / 39 Nghiên cứu đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước Báo cáo Tóm tắt KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Đề tài nghiên cứu hoàn thành đạt mục tiêu đề Những sản phẩm Đề tài nghiên cứu tóm tắt là: • Làm rõ khái niệm khả tiếp nhận nước thải (KNTN) nguồn nước công tác cấp phép xả nước thải tổng hợp yếu tố tác động đến KNTN đó; Tổng hợp, phân tích sở khoa học thực tiễn để đánh giá KNTN; • Đề xuất phương pháp đơn giản áp dụng cho việc đánh giá KNTN nguồn nước sơng có chế độ chảy ổn định trường hợp: a) Nước thải xáo trộn hoàn toàn với nước sơng; b) Nước thải xáo trộn khơng hồn tồn với nước sơng Với phương pháp, có đề xuất cách xác định thực tế mức độ xáo trộn, khoảng cách xáo trộn, với ví dụ cụ thể; • Chỉ rõ bước nội dung cần tiến hành đánh giá KNTN nguồn nước; • Rà sốt mơ hình tốn điển hình kiến nghị ứng dụng mơ hình thích hợp điều kiện định để đánh giá chất lượng nước sông làm sở cho việc xác định KNTN nguồn nước; • Sơ đồ hóa đoạn sơng Thương nhánh sông khu vực nghiên cứu áp dụng cho việc mơ dùng Mơ hình MIKE 11 để phân tích, đánh giá KNTN nguồn nước sơng Thương Kết tính tóan từ Mơ hình MIKE 11 chất lượng nước sơng Thương • Bộ số liệu kết đo đạc chi tiết, kết phân tích chất lượng nước sơng Thương khu vực Phủ Lạng Thương; • Đề xuất phương án xả nước thải hợp lý áp dụng cho Nhà máy Đạm Bắc Giang nhằm giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước sông Thương Đặc biệt phương án điều chỉnh quy trình xả nước thải theo chế độ thủy văn sơng Thương • Các phương án xả thải kiến nghị áp dụng cho Nhà máy Đạm Hà Bắc đoạn sơng Thương áp dụng cho sở sản xuất có xả nước thải vào vùng sông ảnh hưởng thủy triều tương tự 4.2 Kiến nghị Từ kết nghiên cứu, Đề tài có số kiến nghị sau đây: Đối với sông suối thuộc vùng ảnh hưởng thủy triều, cần lưu ý số điểm sau để áp dụng số biện pháp thích hợp giảm thiểu nhiễm: • • Khả gây ô nhiễm lớn xả nước thải xảy vào thời đọan lưu lượng nước sông nhỏ (Qsông~ 0) thời điểm chuyển triều (Hmin Hmax); Tình trạng nhiễm xảy vào thời đọan lưu lượng nước sông chảy xuôi lớn nhất; File: BC Tom tat Trang 37 / 39 Nghiên cứu đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước Báo cáo Tóm tắt Để hạn chế nhỏ ảnh hưởng việc xả nước thải từ Nhà máy Phân đạm Bắc Giang đến nguồn nước sơng Thương, quy trình xả nước thải cần thực theo phương thức sau đây: • Không xả vào thời đọan lưu lượng sông nhỏ Thời đọan thường xảy mực nước sông lớn Việc xác định thời đọan lưu lượng nước sơng nhỏ cần dựa vào q trình mực nước Trạm thủy văn Phủ Lạng Thương; • Tập trung xả nước thải vào thời đọan lưu lượng nước chảy xuôi lớn Thời đọan thường xảy mực nước sơng hạ thấp; • Hạn chế xả vào thời đọan nước chảy ngược từ hạ lưu lên; • Xả vừa phải vào thời đoạn nước sông chảy ngược mạnh Việc nhằm tận dụng khả tự làm sông chảy ngược Tuy nhiên, cần lưu ý ảnh hưởng nước thải tới việc sử dụng nước đoạn sơng phía thượng lưu Do vậy, cần điều tra kỹ tình hình khai thác sử dụng nước phía thượng lưu điểm xả quan trắc liên tục thông số ô nhiễm nước sông thời đoạn để tính tốn lưu lượng xả cho thích hợp; Các phương án xả thải cho khu vực nghiên cứu sông Thương Nhà máy Phân đạm áp dụng chung cho vùng sơng khác có điều kiện tương tự dịng chảy (vùng ảnh hưởng triều) Xây dựng quy trình xả nước thải (Qxả ~ t) cần dựa vào quy luật thay đổi lưu lượng mực nước đoạn sông tiếp nhận nước thải theo nguyên tắc “giảm tối đa ô nhiễm nước sông tất thời đoạn chu trình xả”, tức cần tận dụng tối đa khả pha loãng tự làm sơng nơi tiếp nhận nước thải Quy trình xả thải hợp lý giảm thiểu nhiễm nguồn nước là: • • Cơ sở cho cơng tác cấp phép xả nước thải vào nguồn nước Cơ sở cho việc đầu tư hệ thống xử lý nước thải Đề xuất nghiên cứu tiếp theo: • Tiến hành phân loại nguồn nước sông theo loại: - Dịng ổn định; dịng khơng ổn định (chịu ảnh hưởng triều); Mức độ xáo trộn chất ô nhiễm với nước sơng; • Nghiên cứu hệ số xáo trộn cho sơng điển hình: Sơng vùng khơng ảnh hưởng triều; Sơng vùng chịu ảnh hưởng triều • Nghiên cứu, xác định hệ số khuếch tán chất ô nhiễm sơng; xác định hệ số an tịan cho phù hợp với nguồn nước, đoạn sông hệ thống sông Việt Nam làm sơ đánh giá KNTN nguồn nước; • Nghiên cứu ứng dụng mơ hình tốn MIKE 11, Duflow với liệu đầu vào toàn diện cho lưu vực lớn (ví dụ sơng Đồng Nai-Sài Gịn), đoạn sơng có tính đặc thù riêng để có thơng số tính tốn cho sơng làm sở để đánh giá khả tiếp nhận nguồn nước Các liệu đo đạc tính tốn mơ hình dùng sở liệu quản lý chất lượng mơi trường nước • Nghiên cứu, đánh giá hiệu kinh tế quy trình xả nước thải phù hợp với chế độ thủy văn nguồn tiếp nhận; File: BC Tom tat Trang 38 / 39 Nghiên cứu đánh giá khả tiếp nhận nước thải nguồn nước Báo cáo Tóm tắt TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] WateSPS, March 2006 Tài liệu hướng dẫn tính khả tiếp nhận Sanders T.G.et al.(1994) Design of network for monitoring water quality Water Resources Publications, Colorado, USA Từ điển Thuật ngữ kỹ thuật chuyên ngành thủy lợi Anh –Việt NXB Xây dựng, Hà Nội, 2002 Các Tiêu chuẩn Việt Nam chất lượng nước mặt, chất lượng nước thải, TCVN 59421995, TCVN 5945-2005, … Fisher H.B et al (1979) Mixing in Inland and Coastal Waters Academic Press New York; Ngô Thế Khải, Nguyễn Chí Cơng (1987) Đánh giá Hệ số khuyếch tán mặn số vị trí dịng Mê-kông Dự án Nghiên cứu xâm nhập mặn Đồng sơng Cửu long, Giai đoạn (1985-1987) Nguyễn Chí Cơng (1992) Đánh giá điều kiện xáo trộn hệ thống sông Mê kông Dự án Nghiên cứu xâm nhập mặn Đồng sông Cửu long, Giai đoạn (1990-1992) Nguyễn Chí Cơng (1992) Một số yếu tố ảnh hưởng đến phân bố mặn mặt cắt ngang Chương trình tập huấn Dự báo mặn ĐBSCL Trịnh Thị Thanh Giáo trình nhiễm mơi trường nước Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội; Đặng Kim Chi (2001), Hóa học Mơi trường, NXB KH KT, Hà Nội-2001 Nguyễn Văn Tuần (2004), Giáo Trình Thuỷ Văn Đại Cương, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học quốc gia Hà Nội Sở TNMT Bắc Giang (2003), Báo cáo trạng môi trường Chow, V.T., Maidment, D.R and May, L.W., (1988), Applied Hydrology, McGraw-Hill Book Company Cung, J.A., Holly, F.M.and Verwey, A.,(1980), Practical Aspects of Computational River Hydraulics, Pitman Publishing Limited DHI, Water and Environment (2003), MIKE 11 A modelling System for Rivers and Channels, Reference Manual; and User Guide; Quy phạm quan trắc lưu lượng nước sông vùng ảnh hưởng thủy triều Tiêu chuẩn ngành 94TCN 17-99 Vũ Quyết Thắng (2004) Quy hoạch Môi trường Nhà Xuất Đại học QG Hà Nội Đại học Thủy lợi (2006) Mơ hình tính tốn thủy văn Giáo trình cao học Thủy lợi Nhà xuất Xây dụng Hà Nội-2006 Trần Đức Hạ (2001) Mơ hình hóa q trình tự làm nguồn nước sơng, hồ thị điều kiện Việt Nam Đại học Xây dựng Hà Nội Trần Văn Quang (2004) Nghiên cứu xây dựng mô hình chất lượng nước Sơng Hương theo chất hữu dễ phân hủy sinh học Luận án Tiến sỹ kỹ thuật Hà Nội-2004 Sawyer,C.N, McCarty,P.L, and Parkin,G.,F.(1994).Chemistry for Environmental Engineering McGraw-Hill, Inc Mahmood, K and Yevjevich, V (1975) Unsteady Flow in Open Channels Water Resources Publications Fort Collins, Colorado, USA French, R H., (1986) Open-Channel Hydraulics McGraw-Hill Book Company United States Environmental Protection Agency (1996) The Metal Translators: Guidence for Calculating a Total Recoverable Permit Limit from a Dissolved Criterion File: BC Tom tat Trang 39 / 39